[发明专利]一种适用于中低压直流配用电系统的控制架构

说明书

本发明涉及一种适用于中低压直流配用电系统的控制方法，包括三个控制层，顶层是最优控制，中间层是统一控制，底层是分布式自治控制，如下：1)最优控制作为顶层控制：在能量管理中实现最优控制，为系统控制中心提供可靠的调度指令，输入数据包括预测数据，相邻交流配电系统的实时运行状态信息和中低压直流配用电系统的实时运行状态信息，能量优化管理的输出数据是调度数据，包括电压、功率参考点和控制参数，能量优化管理的内部功能包括三部分，即参考点优化，控制参数优化和两时间尺度协调策略；2)统一控制作为中间控制层；3)分布式自治控制作为底层控制。

技术领域

本发明是一种适用于中低压直流配用电系统的控制架构，属于直流配用电系统控制保护领域。

背景技术

随着新能源、新材料、信息技术和电力电子技术的长足发展和广泛应用，用户对用电需求、电能质量及供电可靠性等要求不断提高，现有交流配电网面临分布式电源接入、负荷和用电需求多样化、潮流均衡协调控制复杂化，以及电能供应稳定性、高效性、经济性等方面的巨大挑战。并且，随着城市规模的迅速增长和信息技术的高速发展，电网中的敏感负荷、重要负荷及非线性负荷越来越多，交流配用电系统需要面对线路损耗大、供电走廊紧张，以及电压瞬时跌落、电压波动、电网谐波、三相不平衡现象加剧等一系列电能质量问题，迫切需要改变现有的配用网结构和供电方式。相比交流配电网，直流配电网具有线路成本低、输电损耗小、供电质量高，潮流可控等自身优势，适合智能电网和能源互联网的发展

然而，随着间歇性分布式电源和电动汽车等随机性负荷的大量接入，直流配用电系统由风、光、储能等分布式电源，交直流负荷，微电网以及柔性直流换流站等“源-网-荷”组成，不确定因素多，系统功率变化快，系统运行方式多样。因此，直流配用电系统需要一套通用的控制架构以保证配用电系统在不同运行方式下都能满足负荷的电能质量要求。

综上所述，研究一套通用的直流配用电系统控制架构，在具有大量分布式电源及电动汽车等直流负荷接入的直流配用电系统领域具有重要的意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以实现功率合理分配以及能量优化调度管理的中低压直流配用电系统控制方法。技术方案如下：

一种适用于中低压直流配用电系统的控制方法，包括三个控制层，顶层是最优控制，中间层是统一控制，底层是分布式自治控制，具体如下：

1)最优控制作为顶层控制：

在能量管理中实现最优控制，为系统控制中心提供可靠的调度指令，输入数据包括预测数据，相邻交流配电系统的实时运行状态信息和中低压直流配用电系统的实时运行状态信息，能量优化管理的输出数据是调度数据，包括电压、功率参考点和控制参数，能量优化管理的内部功能包括三部分，即参考点优化，控制参数优化和两时间尺度协调策略，其中，

A.参考点优化：基于长期预测数据，对包括分布式电源、电动汽车、储能、电压源型换流器及直流变压器在内的可控设备的运行参考点进行优化调度，以实现节能运行；

B.控制参数优化：基于短期预测数据，优化包括下垂系数在内的控制参数，以确保调度间隔内的系统安全性；

C.两时间尺度协调策略：两时间尺度协调策略是长期和短期优化之间的滚动策略；

2)统一控制作为中间控制层：

统一控制在系统控制中心中实现，根据调度指令和实时运行状态信息为可控设备生成实时控制指令，包括电压，功率和控制模式；系统控制中心实现工作模式管理，系统启停控制，故障穿越控制，直流电压控制，有功功率控制和无功功率控制；